能源變換技術教學課件：10 Secession

Secession10太陽能發(fā)電技術Homework(1)推挽直流變換器，開關頻率為200kHz,Vin=(15-25)V,輸出電壓V0=120V,額定輸出電流為30A,Lf=100uH,如果變壓器邊比為：N1:N2=1:9,所有器件均為理想，（1)此時占空比的變化范圍？(2)如果Vin=20V,此時電感電流的脈動？如果認為變壓器原邊激磁電感無窮大，原邊電流峰值？Homework(2)某半橋變換器如圖所示，Vin=800V,輸出直流電壓：Vo=40V,Io=10A,開關頻率f=200kHz,濾波電感Lf=30uH,變壓器變比：N2:N1=1:8,所有器件均為理想。（1）求此時的占空比？原邊電流峰值？（2）若變壓器原邊的漏感為20uH,忽略占輸出電感電流脈動，此時的占空比為多大？Homework(3)移相全橋控制策略的發(fā)展史，特點，和工程應用舉例。（查資料IEEE-Explore）ReviewHomework（一）Buckconverter,開關頻率100kHz,輸入Vin=100V,輸出Vo=20V,濾波電感為8uH,Io=10A,vref=2.5V,R3=10k,其它均為理想器件，線路無損耗，電感不飽和。

(1)R4=?(2)鋸齒波幅度為5v，此時調制波幅值多高？(3)如果此時Io=8A,此時調制波幅值多高？（2）求下面兩個波形的功率因數(shù)，輸入電壓Vin=純正弦3簡述題目比較二極管不控整流，SCR可控整流，Boost型APFC與PWM整流的特點。

(1)相同點(2)不同點。太陽能發(fā)電分類光熱

(1)槽式；（2）塔式；（3）碟式；

光伏中國太陽能光伏發(fā)電西藏“光明工程”，（鄉(xiāng)鄉(xiāng)通，村村通）2004年9月深圳世博園亞洲最大的1MW并網發(fā)電工程奧運工程（鳥巢，國家體育館）甘肅“敦煌”10MW光伏發(fā)電工程青海GW級并網沙漠光伏電站太陽能電池原理及分類太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。晶體硅電池板（單晶硅，多晶硅），非晶硅電池板。薄膜太陽能電池、有機太陽能電池

太陽能光伏發(fā)電獨立發(fā)電（電壓源模式）

（1）直流負載獨立系統(tǒng)；（2）交流負載獨立系統(tǒng)；（3）人口分散，無電網地區(qū)；（4）要有儲能環(huán)節(jié)，蓄電池，超電容等。并網發(fā)電（電壓源或電流源模式）（1）負載是電網三種系統(tǒng)的對比及應用光伏系統(tǒng)的體系結構集中式集成式串行結構多重串行結構1.集中式結構所有光伏組件串、并聯(lián)，集中轉換為電能大型光伏電站缺點：（1）系統(tǒng)功率失配嚴重；（2）光伏陣列特性曲線復雜多波峰，難以實現(xiàn)好的最大功率跟蹤（MPPT）

2.集成式結構又叫交流光伏模塊系統(tǒng)（AC-module）優(yōu)點：(1)每個模塊獨立運行；(2)高度模塊化，容易擴容；(3)獨立MPPT，提高了光伏發(fā)電效率；(4)無高壓直流母線，安全；(5)不需串聯(lián)和反并聯(lián)二極管；3.串行結構光伏組件通過串聯(lián)構成光伏陣列給并網光伏發(fā)電系統(tǒng)提供能量；特點：（1）仍然存在串聯(lián)功率失配合功率多波峰問題。但與集中式相比，還是提高了利用率。4.多重串聯(lián)結構多個DC/DC變換器和一個DC/AC逆變器組成，分為：并聯(lián)型多重串和串聯(lián)型多重串。特點（1）每個光伏陣列都可以工作在MPPT；（2）一個DC/DC出現(xiàn)故障，其他仍能工作。5.主從結構控制主協(xié)同開光，來動態(tài)決定不同外部環(huán)境下的并網結構；光照很低，變成集中式；光照很高，最佳能量利用；不同功率等級下體系結構太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)組成太陽能電池；儲能環(huán)節(jié)（蓄電池，超級電容器）及其充電器；（并網沒有）最大功率跟蹤裝置（MPPT)，----(maximiumpowerpointtracking)；逆變裝置；太陽能電池特性200W光伏電池的伏安特性電壓源區(qū)和電流源區(qū)200W光伏電池的功率曲線MPPT最大功率跟蹤方法固定電壓跟蹤法CVT(constantvoltagetracking)；擾動觀測法（perturbandobserveP&O）；導納微增法（Incrementalimpedance）；間歇掃描法；1.固定電壓跟蹤法(CVT)法光伏電池的輸出為一固定電壓，一般是光電池最大開路電壓的0.8倍。2.擾動觀測法首先工作在一個電壓，擾動（UPV+ΔU)，觀測功率變化功率增加，擾動方向正確。功率減少，相反方向擾動。特點：優(yōu)點：跟蹤方法簡單，容易實現(xiàn)；

缺點：在最大功率點附近振蕩，跟蹤步長無法兼顧跟蹤速度和精度，會出現(xiàn)判斷錯誤。3.導納微增法工作在電流源區(qū)？

電壓增加工作在電壓源區(qū)？

電壓減少。

4.間歇掃描法定時地掃描一段電壓（0.5—0.9倍開路電壓）會引起振蕩MPPT如何實現(xiàn)原理?光伏電池的U-I曲線光伏電池外界負載的U-I曲線當?shù)刃щ娮韬凸怆姵氐膬茸柘嗟葧r，此時輸出最大功率。本質就是改變占空比D實現(xiàn)虛線中等效電阻和光電池內阻的匹配。光伏獨立供電系統(tǒng)的構成非隔離工頻高頻單相/三相一定用儲能環(huán)節(jié)太陽能并網系統(tǒng)非隔離工頻高頻單相/三相沒有儲能環(huán)節(jié)逆變器單相三相高壓？2005年8月投入應用的西藏羊八井100KW高壓電站單相并網系統(tǒng)單相并網控制系統(tǒng)構成DC/DC控制構成DC/AC控制構成三相并網系統(tǒng)（本實驗室的系統(tǒng)）

Athreephasegridconnectedinverterwithhybridcontrolscheme重復控制(a)輸出電流的組成(b)同步旋轉以后(c)重復控制器設計（實際PI+前饋+相位補償）具體裝置實驗室（三相并網）整體照片控制電路功率電路部分試驗結果(a)傳統(tǒng)的PI控制(a)傳統(tǒng)PI+重復控制Figure10

PerformanceofVSIwithandwithoutRCharmoniccompensatorinsteadystate.aThreephaseoutputcurrentswithoutRCharmoniccompensatorbThreephaseoutputcurrentswithRCharmoniccompensatorc

OutputcurrentandtransformedcurrentwithoutRCharmoniccompensatordOutputcurrentandtransformedcurrentwithRCharmoniccompensatorwithRCharmoniccompensatorFigure12ExperimentaltransientresponseagainststepchangesaStepchangeinamplitudewiththecurrentofphaseAandphaseBwithoutRCcompensator.bChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithoutRCcompensator.cStepchangeinamplitudeforthecurrentofphaseAandphaseBwithRCcompensatordChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithRCcompensator.防孤島技術(anti-island)孤島被動（幅值，頻率檢測）主動a主動偏移，b正反饋頻率偏移C自動移相法定義：所謂孤島現(xiàn)象是指：當電網供電因故障事故或停電維修而跳脫時，各個用戶端的分布式并網發(fā)電系統(tǒng)